УДК

Раимбаев А.Т.-профессор, Идаят А.Б.-магистрант (Таразский государственный университет им.М.Х.Дулати, Раимбаева С.А.-старший преподаватель (Таразский педагогический институт),

ОБОСНОВАНИЕ РАБОТЫ СВЕТОФОРА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ МЕЖДУ ПЕРЕКРЕСТКАМИ

В ежегодном послании елбасы особое внимание акцентирована на дорожно-транспортные условия Республики Казахстан. Например, по городу Алматы для дорожно-транспортной ситуации характерна: очень высокая плотность транспортных потоков. Центром исследований транспортной инфраструктуры г. Алматы (КазАТК) по условию замер получили, что по транспортной сети Алматы по проспекту Абая в дневное время утренние часы в пределах от 8⁰⁰- 10⁰⁰ и вечерние часы 17⁰⁰- 19⁰⁰ одновременно находится в движении 65- 80 тысяч автомобилей. Увеличение этого числа до 100-150 тысяч приводит к образованию заторов; к частым предварительно заторным и заторным ситуациям; значительной перегруженности улично-дорожной сети; низкая дисциплина участников дорожного движения и неадекватный надзор.

Особенностями образования пробок являются: неоптимальное распределение транспортных потоков; недостаточность управления и организация движением, так и неразвитость автоматизированных систем управления движением (АСУД)); опережение спроса на движение по отношению к его удовлетворению.

На удовлетворительные дорожные движения влияет такие как длина участка, ширина, состояние и качество дорожного покрытия, допустимая скорость движения, интервалы между автомобилями и тормозной путь. Регулирование плотности потока на данном участке осуществляется также путем учета ряда изменяющихся по времени факторов, влияющих на величину безопасной скорости, интервалы и тормозной путь в данный момент времени и зависящих от погодных условий, таких как гололед, влажное состояние дороги, туман и ночное время.

Для центра и всего города Алматы, Тараз характерны следующие проблемы организации дорожного движения:

- перегруженность улично-дорожной сети;

- низкая дисциплина участников дорожного движения;

- ненадлежащий надзор.

Ни в одном крупных городах мира не решено проблема затрудненного движения только путем увеличения пропускной способности дорог. На дорогах передвижение всегда был столь оживлен, что увеличение пропускной способности дорог приводило лишь к возникновению нового спроса, вновь порождавшего проблему затрудненного движения.

Множество городов, особенно в Западной Европе, например Цюрих, справились с ситуацией путем грамотной организации движения.

Таким образом, теоретическое обоснование по созданию системы и отдельных устройств, позволяющих сократить или уменьшить количество транспортных заторов, является актуальной задачей многих крупных городов мира.

В настоящее время, на любой участок заходит такое (неограниченное) количество машин, что вся транспортная система на данном участке является нерегулируемой. Это количество никак не связано с пропускной способностью участка, и пополнение участка машинами зависит лишь от визуальной оценки водителя на данном, видимом из его кабины отрезке. Он не знает истинного положения на дороге, что его ожидает дальше. Работа светофора лишь позволяет на данной площадке влиться в поток и стать участником дорожного движения в заданном направлении. В этой ситуации обратная связь, которая могла бы предупредить водителя о возможной пробке отсутствует.

Предлагается оригинальная система регулирования которая может быть спроектирована так, что она будет включаться на данном регулируемом участке только в определенное время суток, в определенные часы, минуты, при определенных погодных или атмосферных условиях, регулируемые городскими властями. Для большинства транспортных участков города в ночное время, перед началом, вскоре после окончания рабочего дня, в выходные и праздничные дни необходимость такого ограничения отпадает. Нет необходимости введения режима регулируемого участка также для большинства второстепенных улиц, заторы на которых не оказывают существенного отрицательного влияния на близлежащие проезды и перекрестки. Регулируемый участок дороги снабжается разметками, указателями и дорожными знаками, позволяющими осуществлять маневрирование автомобиля: поворот направо, разворот, перестроение и пр.(рис.1). На этом участке не должно быть мест для стоянки или длительной остановки автомобилей.

Наличие на регулируемом участке пересекающихся с ним в одной плоскости пешеходных переходов учитывается путем вычитания из расчетного времени движения по участку времени, необходимого для пропуска пешеходов по переходу, светофор которого также подключается к системе регулирования транспортного потока.

В целом предполагается, что все участники движения обладают необходимыми навыками вождения, в основном подчиняются правилам дорожного движения, используют технически исправные транспортные средства.

Благодаря учету изменившихся погодных условий автоматически осуществляется корректировка пропускной способности участка применительно к данному, конкретному моменту времени.

Предложенное робот-манекен со светофорными и автоматическими средствами количественного учета устраиваются вдоль трассы (дороги), улицы вблизи светофора перекрестков на расстоянии до 30 м. В их обязанности входят: предупреждение остановки, снижение или повышение скорости, перенаправление на менее загруженный участок дороги, информация о состоянии пути следования по вопросу плотности автотранспортных средств находящихся перед водителем (рис.1).

Рис.1. Схема работы робота- манекена.

Для универсализации работы робота-манекена необходимо всесторонне рассмотреть вопросы его взаимосвязи с транспортным движением к устранению заторов на дорогах.

Одной из методов устранения заторов эта правильная организация работы светофора (рис.2). В связи с этим рассмотрим теоретические предпосылки определения времени работы наиболее употребительного зеленого света светофора. Для этого воспользуемся методами теории размерностей [1,2].

Рис 2. Схема к определению времени работы зеленого света светофора

Время работы наиболее употребительного зеленого света светофора (параметра оптимизации) «t» зависит от следующих факторов, как количество машин по пропускной способности перекрестков «N_a», скорость передвижения автомобиля «v_a», скорость движения пешехода «v_п», расстояние между движущимися транспортами «L_a».

(1)

где N_a - количество машин по пропускной способности перекрестков (определяется экспериментально на проблемных участках перекрестков), ед авт; v_a – средняя скорость передвижения транспортных средств, м/с; v_n – скорость передвижения пешехода, м/с. (Влияния данного показателя на время работы зеленого света светофора значительно меньше, чем «v_a» поэтому не рассматривается); L_a - расстояние между движущимися транспортами в промежутке между перекрестками, м. Данный показатель учитывается при движущихся и стоячих положений автомобилей до перекрестка.

После аналитического обоснования выбора параметров получим

(2)

где С – коэффициент.

Т = С∙(LT^-1)^a∙L^b. (3)

Время 1 = -a;

Расстояние 0 = -a +b.

следовательно, b = a = 1. Принимая во внимание, что коэффициент С = 1 получим.

Таким образом общее время работы зеленого света светофора на перекрестках

(4)

Экономическая и другая эффективность от данного предложения:

1. Отсутствие или сокращение пробок (заторов)на дорогах.

2. Повышение производительности транспортных средств при перемещении в городах Алматы и Тараз и др.

3. Экономия топлива от простоях транспорта в пробках.

4. Снижение загрязненности атмосферы от работающих на холостых оборотах двигателей.

5. Улучшение условий перемещения спецмашин (скорая и аварийная помощь, правоохранительные органы).

6. Снижение препятствии для работы коммунальных служб.

Литература: Л.И.Седов Методы подобие и размерности в механике. 8-е перераб. и доп. изд. «Наука» М., 1977, 440 стр.